JP2018026157A - Generating haptic effects while minimizing cascading - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide realistic feedback to alert a user to specific events, or to create greater sensory immersion within a simulated or virtual environment.SOLUTION: A processor 12 outputs control signals to an actuator drive circuit 16 that is used to supply actuator 18 with electrical impulse current and voltage required to cause desired haptic effects. A touch surface 11 recognizes a touch, and may also recognize a position and magnitude of a touch on the surface. Data corresponding to a touch is sent to the processor 12 or another processor within a system 10. The processor 12 interprets the touch and generates a haptic effect signal in response.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

一実施形態は、一般的にはハプティック効果に関するものであり、特に、アクチュエータを用いるハプティック効果の生成に関する。   One embodiment relates generally to haptic effects, and more particularly to generating haptic effects using actuators.

電子デバイスメーカーは、ユーザにとってリッチなインターフェースを提供するために努力している。従来のデバイスは、ユーザにフィードバックを提供するために視覚及び聴覚のキューを使用する。いくつかのインターフェースデバイスでは、運動感覚フィードバック(例えば、アクティブ及び抵抗性のフォースフィードバック)及び/又は触覚フィードバック(例えば、振動、テクスチャ及び熱)もユーザに提供され、より一般的には、「ハプティックフィードバック」又は「ハプティック効果」と総称される。ハプティックフィードバックは、ユーザインターフェースを促進及び簡素化するキューを提供することができる。具体的には、振動効果又は振動触覚ハプティック効果は、ユーザに特定のイベントを知らせるため、又はシミュレート又はバーチャル環境内でより深い知覚没入を生成するためのリアルなフィードバックを提供するための電子デバイスのユーザのキューの提供に有益である。   Electronic device manufacturers are striving to provide a rich interface for users. Conventional devices use visual and auditory cues to provide feedback to the user. In some interface devices, kinesthetic feedback (eg, active and resistive force feedback) and / or haptic feedback (eg, vibration, texture and heat) are also provided to the user, and more generally “haptic feedback” Or “haptic effect”. Haptic feedback can provide cues that facilitate and simplify the user interface. In particular, vibration effects or vibrotactile haptic effects are electronic devices for informing users of specific events or providing realistic feedback to create deeper perceptual immersion in a simulated or virtual environment Useful for providing user queues.

ハプティックフィードバックは、携帯電話、スマートフォン、ポータブルゲーミングデバイス及び他の様々なポータブル電子デバイスのようなポータブル電子デバイスに組み込まれることも多くなっている。例えば、いくつかのポータブルゲーミングアプリケーションは、ハプティックフィードバックを提供するように構成される大規模なゲーミングシステムで用いられるコントロールデバイス(例えば、ジョイスティック等)と同様の態様で振動することが可能である。さらに、スマートフォンのようなデバイスは、タッチスクリーン上の「ボタン」が、ユーザによって選択されたときに、それらが機械的なもののように感じられるようにする。   Haptic feedback is also increasingly incorporated into portable electronic devices such as mobile phones, smartphones, portable gaming devices and various other portable electronic devices. For example, some portable gaming applications can vibrate in a manner similar to control devices (eg, joysticks, etc.) used in large gaming systems configured to provide haptic feedback. Furthermore, devices such as smartphones allow “buttons” on the touch screen to feel like mechanical when they are selected by the user.

振動効果を生成するために、多くのデバイスは、いくつかのタイプのアクチュエータ/モータ又はハプティック出力装置を使用する。この目的のために使用される既存のアクチュエータは、モータによって偏心質量が可動し、回転軸の周りを回転する偏心質量アクチュエータ(Eccentric Rotating Mass(「ERM」)actuator)のような電磁アクチュエータを含む。しかし、慣性のため、ERMの偏心質量は、所望の回転速度に達するまで、及び下がるまでに時間が掛かる。この「スピンアップ(spin up)」及び「スピンダウン(spin down)」時間は、振動タイプハプティック効果の生成において遅延を生じ、ハプティック効果の「フィーリング」を低下させる。特に、複数の「キーパッド」押下への応答のような互いに短い期間内で生成される複数のハプティック効果は、低速で、高価ではないERMによる遅延に起因する連続的な「騒音(buzz)」を「段階的に生じる(cascade)」又は累積させる。   Many devices use some type of actuator / motor or haptic output device to generate the vibration effect. Existing actuators used for this purpose include electromagnetic actuators, such as eccentric rotating mass (“ERM”) actuators, whose eccentric mass is moved by a motor and rotates about a rotational axis. However, due to inertia, the ERM's eccentric mass takes time to reach and lower the desired rotational speed. This “spin up” and “spin down” time causes a delay in the generation of the vibration type haptic effect and reduces the “feel” of the haptic effect. In particular, multiple haptic effects generated within a short period of time, such as responses to multiple “keypad” presses, are continuous “noise” due to slow and less expensive ERM delays. Are "cascaded" or accumulated.

一実施形態は、アクチュエータを用いるハプティック効果を生成するシステムである。前記システムは、ハプティック効果を定義するハプティック効果定義を受け付ける。前記システムは、アクチュエータが、ハプティック効果をプレイすることが可能かどうかを判定することにより、ハプティック効果定義を前処理する。前記システムは、ハプティック効果をプレイ中に、アクチュエータの状態の推定又は測定に基づいてフォース値を調整することにより、ハプティック効果を後処理する。   One embodiment is a system that generates a haptic effect using an actuator. The system accepts a haptic effect definition that defines a haptic effect. The system preprocesses the haptic effect definition by determining whether the actuator is capable of playing the haptic effect. While playing the haptic effect, the system post-processes the haptic effect by adjusting the force value based on an estimation or measurement of the actuator state.

図1は、本発明の一実施形態に係るハプティカリィイネーブルドシステムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a haptically enabled system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る最小又はカスケードのないハプティック効果を生成するときの図1のシステムの機能のフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart of the functionality of the system of FIG. 1 when generating a minimal or cascadeless haptic effect according to one embodiment of the present invention. 図3は、3つのハプティック領域が用いられる場合の本発明の一実施形態に係るハプティック効果定義を前処理するときの図1のシステムの機能のフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart of the functions of the system of FIG. 1 when preprocessing a haptic effect definition according to an embodiment of the present invention when three haptic regions are used. 図4は、一実施形態に係る図3の機能を図示する一例の効果を示す。FIG. 4 illustrates an example effect illustrating the functionality of FIG. 3 according to one embodiment. 図5は、本発明の一実施形態に係るハプティック効果定義を後処理するときの図1のシステムの機能のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of functions of the system of FIG. 1 when post-processing a haptic effect definition according to one embodiment of the present invention.

一実施形態は、アクチュエータ特性を占有し、複数のハプティック効果のカスケーディング(cascading)を最小化するために、ハプティック効果定義を調整、前処理及び後処理するERMアクチュエータ用のシステム及び駆動回路である。前処理は、ハプティック効果のマグニチュード又は他のパラメータをスケールすることができる。後処理は、アクチュエータ特性、現在のアクチュエータの状態及び所望のマグニチュードに基づいて新たなマグニチュードを生成することができる。   One embodiment is a system and drive circuit for an ERM actuator that adjusts, pre-processes, and post-processes haptic effect definitions to occupy actuator characteristics and minimize cascading of multiple haptic effects. . The preprocessing can scale the magnitude or other parameters of the haptic effect. Post processing can generate a new magnitude based on the actuator characteristics, the current actuator state and the desired magnitude.

図1は、本発明の一実施形態に係るハプティカリィイネーブルドシステム(haptically−enabled system)10のブロック図である。システム10は、ハウジング15内に実装されたタッチ検知面11又は他のタイプのユーザインターフェースを含んでもよく、機械的なキー/ボタン13を含んでもよい。システム10の内部は、システム10で振動30、31を生成するハプティックフィードバックシステムである。一実施形態では、振動は、タッチ面11で生成される。各種の実施形態では、図1に示される要素の全てが実装のために必要とされるわけではない。   FIG. 1 is a block diagram of a hapticly-enabled system 10 according to an embodiment of the present invention. The system 10 may include a touch-sensitive surface 11 or other type of user interface implemented in the housing 15 and may include mechanical keys / buttons 13. Inside the system 10 is a haptic feedback system that generates vibrations 30, 31 in the system 10. In one embodiment, the vibration is generated on the touch surface 11. In various embodiments, not all of the elements shown in FIG. 1 are required for implementation.

ハプティックフィードバックシステムは、プロセッサ又はコントローラ12を含む。プロセッサ12には、メモリ20及びアクチュエータ駆動回路16が接続され、アクチュエータ駆動回路16は、アクチュエータ18に接続される。アクチュエータ18は、回転質量を有するアクチュエータを含む任意のタイプのアクチュエータであってもよく、一実施形態では、偏心質量アクチュエータ(Eccentric Rotating Mass(「ERM」)actuator)である。一実施形態では、アクチュエータ18は、相対的に長い立ち上り時間及び立ち下がり時間を有する任意のタイプのアクチュエータである。プロセッサ12は、任意のタイプの汎用目的のプロセッサであってもよく、又は特定用途向け集積回路(「ASIC」)のようなハプティック効果を提供するように具体的に設計されたプロセッサであることもできる。プロセッサ12は、システム10全体を動作する同一のプロセッサであってもよく、別のプロセッサであってもよい。プロセッサ12は、どのハプティック効果がプレイされるか、及びハプティック効果がハイレベルパラメータに基づいてプレイされる順序を決定することができる。通常、特定のハプティック効果を定義するハイレベルパラメータは、マグニチュード(magnitude)、周波数及び持続期間を含む。ストリーミングモータコマンドのようなローレベルパラメータも特定のハプティック効果を決定するために用いられる。ハプティック効果は、ハプティック効果が生成されるとき又はユーザのインタラクションに基づくこれらのパラメータのバリエーションであるときに、これらのパラメータのいくつかのバリエーションを含む場合、「動的(dynamic)」とみなされてもよい。   The haptic feedback system includes a processor or controller 12. A memory 20 and an actuator drive circuit 16 are connected to the processor 12, and the actuator drive circuit 16 is connected to an actuator 18. Actuator 18 may be any type of actuator, including an actuator having a rotating mass, and in one embodiment is an eccentric rotating mass (“ERM”) actuator. In one embodiment, actuator 18 is any type of actuator that has relatively long rise and fall times. The processor 12 may be any type of general purpose processor or may be a processor specifically designed to provide a haptic effect, such as an application specific integrated circuit (“ASIC”). it can. The processor 12 may be the same processor that operates the entire system 10 or may be a different processor. The processor 12 can determine which haptic effects are played and the order in which the haptic effects are played based on the high level parameters. Typically, the high level parameters that define a particular haptic effect include magnitude, frequency and duration. Low level parameters such as streaming motor commands are also used to determine specific haptic effects. A haptic effect is considered "dynamic" if it contains several variations of these parameters when the haptic effect is generated or is a variation of these parameters based on user interaction Also good.

プロセッサ12は、アクチュエータ駆動回路16へ制御信号を出力し、アクチュエータ駆動回路16は、所望のハプティック効果を生じるために、必要な電気インパルス電流及び電圧(つまり、「モータ信号」)をアクチュエータ18に提供するために用いられる電子部品及び回路を含む。システム10は、一以上のアクチュエータ18を含んでもよく、各アクチュエータは、別の駆動回路16を含んでもよく、全てが共通のプロセッサ12と接続される。メモリデバイス20は、ランダムアクセスメモリ(RAM)又はリードオンリーメモリ(ROM)のような任意のタイプのストレージデバイス又はコンピュータ可読媒体であることができる。メモリ20は、プロセッサ12によって実行される命令を記憶する。命令のうち、メモリ20は、ハプティック効果モジュール22を含み、以下のより詳細に開示されるように、プロセッサ12によって実行されるときに、ハプティック効果を提供する一方で、カスケードを最小にするアクチュエータ18用に駆動信号を生成する。メモリ20は、プロセッサ12の内部に配置されてもよく、又は内部及び外部メモリの任意の組み合わせであってもよい。   The processor 12 outputs a control signal to the actuator drive circuit 16, which provides the actuator 18 with the necessary electrical impulse current and voltage (ie, “motor signal”) to produce the desired haptic effect. Including electronic components and circuits used to The system 10 may include one or more actuators 18, and each actuator may include a separate drive circuit 16, all connected to a common processor 12. The memory device 20 can be any type of storage device or computer readable medium such as random access memory (RAM) or read only memory (ROM). The memory 20 stores instructions executed by the processor 12. Of the instructions, the memory 20 includes a haptic effect module 22 that provides a haptic effect when executed by the processor 12, while minimizing the cascade, as disclosed in more detail below. A drive signal is generated for use. Memory 20 may be located within processor 12 or any combination of internal and external memory.

タッチ面11は、タッチを認識し、面上でのタッチの位置及びマグニチュードも認識してもよい。タッチに対応するデータは、プロセッサ12又はシステム10内の別のプロセッサに送信され、プロセッサ12は、タッチを読み取り、それに応じてハプティック効果信号を生成する。タッチ面11は、容量検知、抵抗検知、表面音響波検知、圧力検知、光学検知等を含む任意のセンシング技術を用いてタッチを検知してもよい。タッチ面11は、マルチタッチ接触を検知してもよく、同時に生じるマルチタッチを区別することが可能であってもよい。タッチ面11は、キー、ダイヤル等とインタラクトするためのユーザのために画像を生成及び表示するタッチスクリーンであってもよく、又は最小限の画像又は画像のないタッチパッドであってもよい。   The touch surface 11 recognizes a touch and may also recognize the position and magnitude of the touch on the surface. Data corresponding to the touch is transmitted to the processor 12 or another processor in the system 10, which reads the touch and generates a haptic effect signal accordingly. The touch surface 11 may detect a touch using any sensing technique including capacitance detection, resistance detection, surface acoustic wave detection, pressure detection, optical detection, and the like. The touch surface 11 may detect multi-touch contact and may be able to distinguish between multi-touches that occur at the same time. The touch surface 11 may be a touch screen that generates and displays images for a user to interact with keys, dials, etc., or may be a touch pad with minimal or no image.

システム10は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント(「PDA」)、スマートフォン、コンピュータタブレット、ゲーミングコンソール、ウェアラブルデバイスであってもよく、又は、一又はそれ以上のアクチュエータを含むハプティック効果システムを含む任意の他のタイプのデバイスであってもよい。システム10は、ハプティック効果を生成する一又はそれ以上のアクチュエータを含む(例えば、ブレスレット、アームバンド、グローブ、ジャケット、ベスト、眼鏡、靴、ベルト等)のウェアラブルデバイスであってもよい。ユーザインターフェースは、タッチ検知面であってもよく、又はマウス、タッチパッド、ミニジョイスティック、スクロールホイール、トラックボール、ゲームパッド又はゲームコントローラ等のような任意の他のタイプのユーザインターフェースであってもよい。一以上のアクチュエータを有する実施形態では、各アクチュエータは、デバイス上でハプティック効果の広い範囲を生成するために、異なる回転性能を有してもよい。   System 10 may be a mobile phone, personal digital assistant (“PDA”), smart phone, computer tablet, gaming console, wearable device, or any other including a haptic effects system that includes one or more actuators. This type of device may be used. The system 10 may be a wearable device that includes one or more actuators that generate haptic effects (eg, bracelets, armbands, gloves, jackets, vests, glasses, shoes, belts, etc.). The user interface may be a touch-sensitive surface or any other type of user interface such as a mouse, touchpad, mini joystick, scroll wheel, trackball, game pad or game controller. . In embodiments having more than one actuator, each actuator may have a different rotational performance to produce a wide range of haptic effects on the device.

上述したように、ERM又は他のタイプの低速モータのような、長い立ち上がり及び立ち下がり時間を有するアクチュエータで振動ハプティック効果をプレイするとき、典型的ないくつかの待ち時間が存在する。したがって、タッチスクリーンキーボードのバーチャルキーの連続押下への応答のような、一連の素早いハプティック効果をプレイするとき、連続的なバズ(buzz)が生成され、これは、「カスケーディング(cascading)」と呼ばれる。カスケーディングは、初めの効果をプレイした後に、後続の効果を受信したときに、モータが停止しないことにより生じる。結果的に、モータは、連続的に回転してしまい、ハプティック効果が互いに短い期間内にプレイされるとき、ユーザは、個々のハプティック効果を感じることができなくなってしまう。カスケーディングの問題の既知の解決手段は、素早い立ち上がり時間及び立ち下がり時間を有する比較的高価なERMを用いること、ブレーキング信号を含む双方向駆動信号をサポートする比較的高価な駆動回路を用いること、又はハプティック効果が速くプレイされることを防ぐ何らかの手段を含む。   As mentioned above, there are some typical latencies when playing vibration haptic effects with actuators with long rise and fall times, such as ERM or other types of low speed motors. Thus, when playing a series of fast haptic effects, such as a response to a continuous press of a virtual key on a touch screen keyboard, a continuous buzz is generated, which is referred to as “cascading”. be called. Cascading occurs because after the first effect is played, the motor does not stop when subsequent effects are received. As a result, the motor rotates continuously, and when the haptic effects are played within a short period of each other, the user cannot feel the individual haptic effects. Known solutions to cascading problems use relatively expensive ERMs with fast rise and fall times, and use relatively expensive drive circuits that support bi-directional drive signals including braking signals. Or some means to prevent the haptic effect from being played fast.

実施形態は、アクチュエータの低速な立ち上がり及び立ち下がり時間に適応し、かつカスケーディングを最小化するために、ハプティック効果信号の前処理及び後処理を含む。前処理及び後処理の前に、実施形態は、アクチュエータの立ち上がり時間及び立ち下がり時間を特徴付け、かつそれらの時間のバリエーションを占有するために、アクチュエータを「調整(tune)」する。いくつかの実施形態は、カスケーディングを最小化又は排除するために、前処理又は後処理のみを実装してもよい。他の実施形態は、カスケーディングを最小化又は排除するために、前処理及び後処理の両方を実装してもよい。   Embodiments include pre-processing and post-processing of haptic effect signals to accommodate slow rise and fall times of the actuator and to minimize cascading. Prior to pre-processing and post-processing, the embodiment “tunes” the actuator to characterize the rise and fall times of the actuator and occupy variations in those times. Some embodiments may implement only pre-processing or post-processing to minimize or eliminate cascading. Other embodiments may implement both pre-processing and post-processing to minimize or eliminate cascading.

具体的には、低速アクチュエータは、非線形立ち上がり及び立ち下がり時間を有する。このようなアクチュエータをモデル化することを可能にするために、実施形態は、停止状態から定格加速度の90%へ立ち上がるためにアクチュエータから得られる総立ち上がり時間を測定する。一実施形態におけるこの立ち上がり時間は、立ち上がり時間の10%、20%...90%で10個の区分に分割され、各ポイントでの対応する加速は、記述される。これらの9個の値+総立ち上がり時間は、チューニングパラメータに加えられる。通常、任意の数のポイント/区分を選択することができ、より多くのポイントが立ち上がり曲線に沿って取られ、より正確にモデル化できる。デバイス上の各アクチュエータは、一実施形態において99個のチューニングパラメータの各アクチュエータ独自のセットを有する。これらのパラメータを変化させることにより異なるハプティック効果をもたらす。チューニングパラメータの実施例は、(1)マグニチュードをスケーリングするためのゲイン値、(2)非線形アクチュエータから線形応答を得ることを補助する線形化値、(3)マグスウィープ(MagSweep)効果キック及びブレーキパラメータ、(4)ピリオディック(Periodic)効果パラメータ、(5)更新レート(例えば、5ms)及び(6)アクチュエータタイプ、ビルドナンバー等のような情報パラメータを含む。   Specifically, the low speed actuator has non-linear rise and fall times. In order to be able to model such an actuator, the embodiment measures the total rise time obtained from the actuator to rise to 90% of the rated acceleration from a standstill. This rise time in one embodiment is 10%, 20%. . . Divided into 10 sections at 90%, the corresponding acceleration at each point is described. These nine values + total rise time are added to the tuning parameters. In general, any number of points / sections can be selected, and more points can be taken along the rising curve and modeled more accurately. Each actuator on the device has its own set of 99 tuning parameters in one embodiment. Changing these parameters results in different haptic effects. Examples of tuning parameters are: (1) a gain value for scaling the magnitude, (2) a linearization value to help obtain a linear response from the non-linear actuator, (3) a MagSweeper effect kick and brake parameter , (4) Periodic effect parameters, (5) Update rate (eg, 5 ms) and (6) Information parameters such as actuator type, build number, etc.

立ち上がり曲線と同様に、10個の値は、一実施形態における立ち下がり曲線のために取得されるが、任意の数の値を用いることができる。立ち下がり時間は、定格加速度から知覚可能な加速度(一実施形態では、〜0.04g)以下へ到達するために、アクチュエータに必要とされる時間であるとみなされる。ブレーキングがアクチュエータによってサポートされる場合、負のオーバードライブ電圧又はシャンティング(shunting)のような他のブレーキングメカニズムが適用される。そうない場合、電圧は印加されない。このチューニングモデルを適用することにより、実施形態は、モータがプレイ可能な効果及び所与の時間でのモータの状態の、より正確なピクチャを有する。   Similar to the rising curve, 10 values are obtained for the falling curve in one embodiment, but any number of values can be used. The fall time is considered to be the time required for the actuator to reach a perceivable acceleration (˜0.04 g in one embodiment) from the rated acceleration. Where braking is supported by the actuator, other braking mechanisms such as negative overdrive voltage or shunting are applied. Otherwise, no voltage is applied. By applying this tuning model, the embodiment has a more accurate picture of the effects that the motor can play and the state of the motor at a given time.

図2は、本発明の一実施形態に係るカスケードを最小にする又はカスケードのないハプティック効果を生成するときのシステム10の機能のフローチャートである。一実施形態では、図2、3及び5のフロチャートの機能は、メモリ又は他のコンピュータ可読媒体又は有形媒体に記憶されるソフトウェア(例えば、ハプティック効果モジュール22)によって実装され、プロセッサによって実行される。他の実施形態では、機能は、(例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)等)用途の使用を通じて)ハードウェアによって行われてもよく、又はハードウェア及ソフトウェアの任意の組み合わせによって行われてもよい。   FIG. 2 is a flowchart of the functionality of system 10 when generating a haptic effect that minimizes or does not have cascades according to an embodiment of the present invention. In one embodiment, the functions of the flowcharts of FIGS. 2, 3 and 5 are implemented by software (eg, haptic effects module 22) stored in memory or other computer readable or tangible media and executed by a processor. . In other embodiments, the functionality may be performed by hardware (eg, through use of an application specific integrated circuit (ASIC), programmable gate array (PGA), field programmable gate array (FPGA), etc.)). Or any combination of hardware and software.

202では、ハプティック効果は、ハプティック効果の包絡線/形状を定義する、パラメータ化された振動定義の形態で受け付けられる。当該定義は、持続期間、周波数、マグニチュード(magnitude)等を含むハプティック効果を定義するパラメータを含む。一実施形態では、当該定義は、Immersion Corpの「TouchSense(登録商標)3000 Haptic Design Kit」に基づく。この実施形態では、ハプティック効果は、マグスウィープ(MagSweep)又はピリオディック(Periodic)基本効果から形成される「インパルス(impulse)」、「サステイン(sustain)」及び「フェード(fade)」の3つの基本パーツ/領域又は効果マグニチュードを含む包絡線によって形成される定義形状によって定義される。タイムライン(Timelines)及び補間(Interpolated)効果のような他の効果タイプは、基本効果を構成する。他の実施形態では、定義は、図2の機能を通じて相対的に維持されるハプティック効果の一般的なものである。   At 202, the haptic effect is accepted in the form of a parameterized vibration definition that defines the envelope / shape of the haptic effect. The definition includes parameters that define haptic effects including duration, frequency, magnitude, etc. In one embodiment, the definition is based on the “TouchSense® 3000 Haptic Design Kit” by Immersion Corp. In this embodiment, the haptic effect has the three basics of “impulse”, “sustain” and “fade” formed from MagSweep or Periodic basic effects. Defined by a defined shape formed by an envelope containing a part / region or effect magnitude. Other effect types such as Timelines and Interpolated effects constitute basic effects. In other embodiments, the definition is a general one of haptic effects that are relatively maintained through the functionality of FIG.

204では、ハプティック効果定義は、前処理される。通常、前処理は、所望のハプティック効果を決定すること及び実際の効果を決定することにより、システム10内のアクチュエータ18の特性に一致させるために、ハプティック効果を修正し、アクチュエータは、その特性に基づいてプレイされることが可能となる。「新たな」効果は、元の効果と同一又はスケールダウンバージョンのいずれかである。例えば、ハプティック効果定義が短時間に非常に強い場合、アクチュエータは、素早く回転することができない。したがって、前処理は、ハプティック効果がプレイされる前に、マグニチュードの低減のようなアクチュエータを調整するために、ハプティック効果定義を変更する。一実施形態では、前処理は、プレイされる所望の効果に基づき、かつアクチュエータ立ち上がり曲線及び/又は立ち下がり曲線に基づいて「クリッピング(clipping)」することを含む。クリッピングは、基本効果レベルで生じ、アクチュエータが、効果の持続期間の最後に所望のマグニチュードを達成できることを確実にする。したがって、同一の効果が、繰り返しプレイされる場合、効果は、互いにマージされず、カスケーディングを防ぐ。通常、前処理は、カスケーディングが低減される又は低減されないが、互いに対する効果特性をできるだけ維持するような手段で効果を変更する。マグニチュードスケーリングに加えて又は替わりの他の方法を用いることができ、効果持続期間スケーリングを含む。前処理のさらなる詳細は、以下に開示される。   At 204, the haptic effect definition is preprocessed. Typically, preprocessing modifies the haptic effect to match the characteristics of the actuator 18 in the system 10 by determining the desired haptic effect and determining the actual effect, and the actuator It becomes possible to be played based on. A “new” effect is either the same as the original effect or a scaled down version. For example, if the haptic effect definition is very strong in a short time, the actuator cannot rotate quickly. Thus, pre-processing changes the haptic effect definition to adjust the actuator, such as magnitude reduction, before the haptic effect is played. In one embodiment, the pre-processing includes “clipping” based on the desired effect to be played and based on the actuator rise and / or fall curves. Clipping occurs at the base effect level and ensures that the actuator can achieve the desired magnitude at the end of the duration of the effect. Thus, if the same effect is played repeatedly, the effects are not merged with each other, preventing cascading. Usually, the pre-processing changes the effect in such a way that the cascading is reduced or not reduced but maintains the effect characteristics with respect to each other as much as possible. Other methods in addition to or instead of magnitude scaling can be used, including effect duration scaling. Further details of the pretreatment are disclosed below.

206では、前処理されたハプティック効果は、前処理信号を駆動回路へ送信することにより開始/プレイされ、これは、アクチュエータに振動ハプティック効果を生成させる。   At 206, the preprocessed haptic effect is initiated / played by sending a preprocess signal to the drive circuit, which causes the actuator to generate a vibration haptic effect.

ハプティック効果がプレイされている間、後処理インターバルが到達したかどうかを判定する。後処理インターバルは、予め決定されており、典型的には、タイマ/クロックティック(clock tick)/サイクルごと(例えば、5msごと)に等しく、駆動回路へ送信されたフォース値(force value)を有する前に、毎回生じる。   While the haptic effect is being played, it is determined whether a post-processing interval has been reached. The post-processing interval is predetermined and is typically equal to timer / clock tick / cycle (eg, every 5 ms) and has a force value sent to the drive circuit. It happens every time before.

208でnoの場合、212では、ハプティック効果は、その持続期間が終了するまで、プレイを継続し、フローは、208へ移る。   If 208 is no, at 212, the haptic effect continues to play until its duration ends, and the flow moves to 208.

208でyesの場合、210では、ハプティック効果定義は、後処理される。通常、後処理は、与えられたポイント(つまり、アクチュエータの現在の状態)において、その立ち上がり又は立ち下がり曲線に位置するアクチュエータを推定又は測定し、アクチュエータ駆動回路へ送信されるフォース/電圧値は調整される。フォースの値は、特定の時間において効果定義に基づいて、どの程度速くモータがスピンされることが望まれるかを示す。後処理は、所望の効果フォースと共にアクチュエータの現在の状態を判定し、新たなフォース/マグニチュードを決定する。新たなフォースは、所望のフォースと同様であってもよく、又はアクチュエータにできるだけ早く所望のフォースを実現させるフォースであってもよい。フォース値は、Immersion Corpの「TouchSense(登録商標) 3000 Haptic Design Kit」からのカーネルのような外部エンティティから受信されることができる。後処理は、アクチュエータの現在の状態についての推定又は測定(つまり、既に回転しているものがどの程度速いか)に基づいてフォース値を調整する。後処理のさらなる詳細は、以下に開示される。   If yes at 208, then at 210, the haptic effect definition is post-processed. Typically, post-processing estimates or measures the actuator located on its rising or falling curve at a given point (ie, the current state of the actuator) and adjusts the force / voltage value sent to the actuator drive circuit. Is done. The value of the force indicates how fast the motor is desired to be spun based on the effect definition at a particular time. Post-processing determines the current state of the actuator along with the desired effect force and determines a new force / magnitude. The new force may be similar to the desired force, or may be a force that causes the actuator to achieve the desired force as soon as possible. The force value may be received from an external entity such as a kernel from Immersion Corp's “TouchSense® 3000 Haptic Design Kit”. Post processing adjusts the force value based on an estimate or measurement of the current state of the actuator (ie, how fast it is already rotating). Further details of post-processing are disclosed below.

212では、ハプティック効果は、210での後処理の後に、プレイされる。フローは、208へ移る。   At 212, the haptic effect is played after post-processing at 210. The flow moves to 208.

図3は、3つの効果領域が用いられる場合の本発明の一部の実施形態に係るハプティック効果定義を前処理したときのシステム10の機能のフローチャートである。通常、この実施形態については、3つの領域(つまり、インパルス、サステイン及びフェード)外で、アクチュエータが実現できる最大マグニチュード(“newMax”)は、決定される。3つの全ての領域は、その後、“newMax/oldMax”比を用いてスケールされる。したがって、効果形状は、維持される。図4は、一実施形態に係る図3の機能性を示す例示的な効果を示す。   FIG. 3 is a flow chart of the functions of the system 10 when pre-processing haptic effect definitions according to some embodiments of the present invention when three effect areas are used. Typically, for this embodiment, the maximum magnitude (“newMax”) that the actuator can achieve is determined outside of three regions (ie, impulse, sustain, and fade). All three regions are then scaled using the “newMax / oldMax” ratio. Therefore, the effect shape is maintained. FIG. 4 illustrates exemplary effects illustrating the functionality of FIG. 3 according to one embodiment.

具体的には、図3に示されるように、302では、効果は、インパルス、サステイン及びフェードの3つのマグニチュード区分/領域に分割される。インパルス及びフェード領域は、フラットでありうる、又はランプアップ又はランプダウンでありうる。サステイン領域は、一実施形態において常にフラットである。   Specifically, as shown in FIG. 3, at 302, the effect is divided into three magnitude segments / regions: impulse, sustain, and fade. The impulse and fade regions can be flat or ramp up or ramp down. The sustain area is always flat in one embodiment.

変数“oldMax”は、3つの区分のうち最大のマグニチュードと等しい。図4では、元の効果のインパルス区分402は、初めの区分であり、420で終了する。次の区分は、430で終了するサステイン区分である。最後に、フェード区分は、効果を終結させる。   The variable “oldMax” is equal to the maximum magnitude of the three categories. In FIG. 4, the original effect impulse segment 402 is the first segment and ends at 420. The next segment is the sustain segment that ends at 430. Finally, the fade segment ends the effect.

304では、インパルス区分がランプダウンされ、アクチュエータの立ち上がり曲線と交わるかどうかを判定する。図4では、インパルス区分は、ランプダウンせず、414で立ち上がり曲線406と交わる。   At 304, it is determined whether the impulse segment is ramped down and intersects the rising curve of the actuator. In FIG. 4, the impulse segment does not ramp down and intersects the rising curve 406 at 414.

304でyesの場合、306では、変数“newMax”は、インパルス交差レベルと等しく、変数“Susachieved”は、1に等しい。図4では、インパルス交差レベルは、第1のクリッピング409である。   If yes at 304, then at 306, the variable “newMax” is equal to the impulse crossing level and the variable “Susachieved” is equal to 1. In FIG. 4, the impulse crossing level is the first clipping 409.

304でnoの(つまり、インパルスがランプダウンされる)場合、308では、newMaxは、立ち上がり曲線のサステイン交差レベルと等しい。サステイン交差レベルが、サステインレベルよりも大きい場合、変数Susachievedは、1に等しい。310では、フェード区分がランプダウンするかどうかを判定する。310でyesの場合、312では、Susachievedが1と等しいかどうかを判定する。変数Susachieved=1の場合、フローは316へ移る。   If no at 304 (ie, the impulse is ramped down), at 308 newMax is equal to the sustain crossing level of the rising curve. The variable Susachieved is equal to 1 if the sustain crossing level is greater than the sustain level. At 310, it is determined whether the fade segment is ramped down. If 310 is yes, then 312 determines whether Susachieved is equal to 1. If the variable Susachieved = 1, the flow moves to 316.

310又は312でnoの場合、314では、フェード区分と立ち上がり曲線との交差レベルは、決定される。立ち上がり曲線がフェード区分に交差しない場合、fadeIntersectLevelは、立ち上がり曲線がフェード持続期間において実現されうる最大に設定される。交差レベルがnewMaxよりも大きい場合、newMaxは、交差レベルに設定される。図4では、曲線407とは交差せず、最大値は、第2のクリッピング411であり、これは、第1のクリッピング409よりも大きい。   If no at 310 or 312, at 314, the level of intersection between the fade segment and the rising curve is determined. If the rising curve does not intersect the fade section, fadeIntersectLevel is set to the maximum that the rising curve can be realized in the fade duration. If the intersection level is greater than newMax, newMax is set to the intersection level. In FIG. 4, the curve 407 is not intersected, and the maximum value is the second clipping 411, which is larger than the first clipping 409.

316では、newMax/oldMaxのスケールファクタは、決定される。元の効果は、マグニチュードレベルにスケールファクタを掛けることにより、スケールファクタに基づいてスケールされた効果にスケールされる。図4では、スケールファクタは、0.75であり、元の効果402は、スケール効果403にスケールされる。   At 316, the scale factor of newMax / oldMax is determined. The original effect is scaled to an effect scaled based on the scale factor by multiplying the magnitude level by the scale factor. In FIG. 4, the scale factor is 0.75, and the original effect 402 is scaled to the scale effect 403.

上述したように、前処理は、全体効果を、アクチュエータが実現できるものにスケールする一方で、効果形状を維持する(又は元の効果を維持する)。フローは、初期のランプ、サステイン及びフェードマグニチュード外の最大マグニチュード(“oldMax”と示される)を決定する。フローは、その後、アクチュエータ立ち上がり曲線が、効果曲線と交差することに基づいて実際に実現可能な3つのマグニチュードを見つける(つまり、“ImpIntersectLevel”、“SusIntersectLevel”及び“FadeIntersectLevel”)。newMaxは、これら3つの効果マグニチュードの最大値である。最後に、newMax/oldMaxのスケールファクタを決定する。元の効果における3つの全ての効果マグニチュードは、新たなマグニチュードに達するために、このスケールファクタによって乗算される。   As described above, pre-processing scales the overall effect to what an actuator can achieve, while maintaining the effect shape (or maintaining the original effect). The flow determines the maximum magnitude (denoted “oldMax”) outside the initial ramp, sustain and fade magnitude. The flow then finds three magnitudes that can actually be realized based on the actuator rise curve crossing the effect curve (ie, “ImpIntersectLevel”, “SusIntersectLevel”, and “FadeInterceptLevel”). newMax is the maximum of these three effect magnitudes. Finally, the scale factor of newMax / oldMax is determined. All three effect magnitudes in the original effect are multiplied by this scale factor to reach a new magnitude.

他の実施形態では、クリッピング効果マグニチュードに替えて、効果持続期間は、クリップされうる。さらに、効果持続期間及びマグニチュードの両方もクリップされうる。この実施形態については、垂線は、効果から立ち上がり曲線へ引かれ、垂線と立ち上がり曲線との交点でのマグニチュード及び持続期間が用いられる。   In other embodiments, instead of clipping effect magnitude, the effect duration can be clipped. Furthermore, both effect duration and magnitude can be clipped. For this embodiment, a normal is drawn from the effect to the rising curve, and the magnitude and duration at the intersection of the vertical and the rising curve are used.

別の実施形態では、効果曲線下の領域は決定され、効果のプレイに用いられる。この実施形態は、非常に低速なモータについて、ユーザが、異なる効果形状間の差を知ることができないと仮定する。別の実施形態では、効果の持続期間は、決定されることができ、当該決定は、ゼロから開始する当該持続期間の後、アクチュエータが最終的にどの程度速くなるかについてなされ、効果が最大マグニチュードスクエアパルス(maximum magnitude square pulse)である場合、効果マグニチュード、インパルスレベル(impulse level)及びフェードレベル(fade level)は、その値に制限されうる。さらに、実施形態は、「タイムライン(Timeline)」ハプティック効果のための別のクリッピングプロセスを有しうる。ピリオディック(Periodic)、マグスウィープ(Magsweep)及びウェーブフォーム(Waveform)効果は、複雑な効果シーケンスを形成するためにタイムライン(Timeline)と置き換えられうる。   In another embodiment, the area under the effect curve is determined and used to play the effect. This embodiment assumes that for very slow motors, the user cannot know the difference between different effect shapes. In another embodiment, the duration of the effect can be determined, and the determination is made as to how fast the actuator will eventually become after the duration starting from zero, with the effect having a maximum magnitude. In the case of a maximum pulse (maximum magnitude square pulse), the effect magnitude, impulse level, and fade level may be limited to the values. Further, embodiments may have another clipping process for “Timeline” haptic effects. Periodic, Magsweep, and Waveform effects can be replaced with a Timeline to form a complex effect sequence.

図5は、本発明の一実施形態に係るハプティック効果定義を後処理するときのシステム10の機能のフローチャートである。通常、図5の後処理機能は、タイマーティック/サイクルごとに実行され、典型的には、5msである。各時間ごとに、実施形態は、所望のフォースを決定し、アクチュエータへ送信するために、新たなフォース/電圧を算出する(つまり、モータを所望の速度で回転させるために部分的にオーバードライブ又はブレーキングする)。実施形態は、アクチュエータが立ち上がり又は立ち下がり曲線のどこにあるかに関連してどのモータが現在稼働しているかの推定を考慮することにより、どの程度速くモータが回転できるか比較されたハプティック効果に基づいてどの程度速くモータが回転すべきかを決定する。実施形態は、所望の速度にできるだけ近くモータを回転させる電圧を演算し、その後、推定された速度を更新/再演算し、これは、モータが、タイマーティックの所望の速度に到達できない場合、所望の速度と同一にはならない。   FIG. 5 is a flowchart of functions of the system 10 when post-processing a haptic effect definition according to an embodiment of the present invention. Typically, the post-processing function of FIG. 5 is performed every timer tick / cycle and is typically 5 ms. Each time, the embodiment calculates a new force / voltage to determine and send the desired force to the actuator (ie, partially overdrive or rotate the motor at the desired speed). Brake). Embodiments are based on a haptic effect compared to how fast a motor can rotate by considering an estimate of which motor is currently running relative to where the actuator is on the rising or falling curve. How fast the motor should rotate. The embodiment computes the voltage that rotates the motor as close as possible to the desired speed, and then updates / recalculates the estimated speed, which is desirable if the motor cannot reach the desired speed of the timer tick. Will not be the same as the speed.

502では、所望のフォース/出力が、推定出力と等しいかどうかを判定する。502でyesの場合、出力は、504で線形化される。出力の線形化は、通常、摩擦等のような実世界のパラメータを出力決定へ追加する。例えば、アクチュエータにおける摩擦は、15%のフォースが、ハプティック効果に基づいて1%のフォースを生成するために必要であることを意味してもよい。一部の実施形態では、テーブル又は他のマッピングは、線形化のために用いられる。   At 502, it is determined whether the desired force / output is equal to the estimated output. If yes at 502, the output is linearized at 504. Output linearization typically adds real-world parameters such as friction to the output decision. For example, friction at the actuator may mean that 15% force is needed to produce 1% force based on the haptic effect. In some embodiments, a table or other mapping is used for linearization.

502でnoの場合、506では、変数“Diff”は、(所望の出力)−(推定出力)として決定される。   If no in 502, then in 506, the variable “Diff” is determined as (desired output) − (estimated output).

508では、Diffが0より大きいかどうか判定する。   In 508, it is determined whether Diff is greater than zero.

508でyesの場合、アクチュエータが1タイマーティック(timer tick)で実現されうる立ち上がり時間を決定する。一実施形態では、アクチュエータの立ち上がり時間スロープに基づくルックアップテーブルは、決定のために用いられる。ルックアップテーブルは、前処理の前に、上述したチューニング機能に基づいて生成される。ルックアップテーブルが生成されると、前処理及び後処理に用いられる。   If yes at 508, the rise time that the actuator can be realized in one timer tick is determined. In one embodiment, a lookup table based on the rise time slope of the actuator is used for the determination. The lookup table is generated based on the tuning function described above before the preprocessing. When the lookup table is generated, it is used for pre-processing and post-processing.

512では、Diffが、立ち上がりスロープよりも大きいかどうかを判定する。   At 512, it is determined whether Diff is greater than the rising slope.

512でyesの場合、514では、Diffは、立ち上がりスロープと等しく、出力は、アクチュエータの最大出力と等しい。   If yes at 512, then at 514, Diff is equal to the rising slope and the output is equal to the maximum output of the actuator.

512でnoの場合、新たな出力は、2点間の線形補間を用いて決定される。線形補間に関する追加の詳細は、以下に開示される。他の実施形態では、任意のタイプの補間モデルを用いることができる。   If 512 is no, the new output is determined using linear interpolation between the two points. Additional details regarding linear interpolation are disclosed below. In other embodiments, any type of interpolation model can be used.

524では、Estimateは、Diffと等しく、New Forceは、出力と等しい。   At 524, Estimate is equal to Diff, and New Force is equal to the output.

526では、出力は、504のように線形化される。   At 526, the output is linearized as 504.

508においてDiffが0を超えない場合、518では、アクチュエータが1タイマーティックで実現されうる立ち下がりスロープは、決定される。一実施形態では、アクチュエータの立ち下がり時間スロープに基づくルックアップテーブルは、決定のために用いられる。   If Diff does not exceed 0 at 508, then at 518, the falling slope that the actuator can achieve in one timer tick is determined. In one embodiment, a lookup table based on the actuator fall time slope is used for the determination.

520では、Diffが立ち下がりスロープ未満であるかどうかを判定する。   At 520, it is determined whether Diff is below the falling slope.

520でyesの場合、522では、Diffは、立ち下がりスロープと等しく、出力は、ブレーキング能力に基づき0又は負の最大パワーと等しい。フローは、その後、524へ移る。   If yes at 520, at 522, Diff is equal to the falling slope and the output is equal to zero or negative maximum power based on the braking capability. The flow then moves to 524.

520でnoの場合、フローは、516へ移る。   If no at 520, the flow moves to 516.

上述したように、後処理のために、アクチュエータの立ち上がり及び立ち下がり曲線は、調整(tuning)処理に対する変更に基づいて10個の直線区分に分割される。タイマーティック(timer tick)におけるフォース値の最大値の増加/現象は、これらの線区分のスロープに基づいて決定される。スロープは、アクチュエータが、次のタイマーティックによる所望のフォース値を取得するかどうかを判定するために用いられる。そうでない場合、キック又はブレーキパルスは、印加される。アクチュエータが、次のタイマーティックによる所望のフォースを取得することができる場合、フォースが増加/減少されるべき量は、アクチュエータが、タイマーティックの終了によって所望のフォース値にあるように、決定される。推定フォースは、図5に示されるようにティック毎に更新される。   As described above, for post-processing, the actuator rise and fall curves are divided into ten straight line segments based on changes to the tuning process. The increase / phenomenon of the maximum force value in the timer tick is determined based on the slope of these line segments. The slope is used to determine whether the actuator acquires the desired force value on the next timer tick. Otherwise, a kick or brake pulse is applied. If the actuator can obtain the desired force on the next timer tick, the amount by which the force should be increased / decreased is determined so that the actuator is at the desired force value upon expiration of the timer tick. . The estimated force is updated every tick as shown in FIG.

一実施形態では、後処理は、パラメータ定義が以下のような擬似コードによって実装されることができる。
・ Smax − maximum ‘strength’ representation; e.g., 63
−‘Strength’ means “effect designer intent”
・ Vmax − maximum voltage representation; e.g., 127
・ Ttick − update period; e.g., 5ms
・ Vrat − rated voltage representation (<= Vmax)
・ Trise − time to go from 0 to Smax when applying Vmax
・ Tfall − time to go from Smax to 0 when applying −Vmax
In one embodiment, the post-processing can be implemented with pseudo code whose parameter definitions are as follows:
• Smax-maximum 'strength'representation; e. g. , 63
-'Strength' means "effect designer intent"
Vmax-maximum voltage representation; e. g. , 127
Ttic-update period; e. g. , 5ms
Vrat-rated voltage representation (<= Vmax)
・ Trise-time to go from 0 to Smax when applying Vmax
Tfall-time to go from Smax to 0 when applying-Vmax

導出されたパラメータは、以下のようになる。
・ Mmax − maximum strength−versus−time slope
− When applying Vmax
− The actuator can’t accelerate any faster than this
− Mmax = Smax / Trise
− Mmax > 0
・ Mmin − minimum strength−versus−time slope
− When applying −Vmax
− The actuator can’t slow down any faster than this
− Mmin = −Smax / Tfall
− Mmin < 0
The derived parameters are as follows.
Mmax-maximum strength-versus-time slope
-When applying Vmax
-The actuator can't accelerate any faster than this.
− Mmax = Smax / Trise
− Mmax> 0
Mmin-minimum strength-versus-time slope
-When applying-Vmax
-The actuator can't slow down any faster than this.
− Mmin = −Smax / Tfall
− Mmin <0

入力は、以下のようになる。
・ Sdes − desired strength at time t + Ttick
− This is what the effect designer wants to feel
− Sdes >= 0
The input is as follows:
• Sdes-desired strength at time t + Tick
-This is what the effect designer wants to feel.
-Sdes> = 0

状態変数は、以下のようになる。
・ Sest − estimated strength at time t
− This is what the simulation ‘thinks’ the user is feeling
− Sest >= 0
The state variables are as follows:
-Estimated strength at time t
-This is what the simulation 'thinks' the user is feeling.
-Sest> = 0

所望のスロープは、以下のようになる。
・ Mdes − This is the slope needed to go from Sest to Sdes in Ttick
− Mdes = (Sdes−Sest)/Ttick
The desired slope is as follows.
Mdes-This is the need to go from Set to Sdes in Tick
-Mdes = (Sdes-Test) / Ttick

取り得るスロープは、以下のようになる。
・ Clip Mdes to what the actuator can achieve
− Mout = MAX(MIN(Mdes,Mmax),Mmin)
The possible slopes are as follows.
・ Clip Mdes to what the actuator can achieve
-Mout = MAX (MIN (Mdes, Mmax), Mmin)

出力電圧は、以下のようになる。
・ If Mout = 0,
− Vout1 = Vrat * Sest / Smax
− In order to maintain Sest
・ If Mout = Mmax,
− Vout2 = Vmax
・ If Mout = Mmin,
− Vout2 = −Vmax
・ Interpolate linearly
− Vout = Vout1 + (Vout2 − Vout1) * Mout /(Mout >= 0 ? Mmax : Mmin)
The output voltage is as follows.
If Mout = 0,
− Vout1 = Vrat * Sest / Smax
− In order to maintain Test
If Mout = Mmax,
− Vout2 = Vmax
If Mout = Mmin,
−Vout2 = −Vmax
・ Interpolate linearly
−Vout = Vout1 + (Vout2−Vout1) * Mout / (Mout> = 0? Mmax: Mmin)

最後に、更新された状態は、以下のようになる。
・Estimate state at time t + Ttick
−Sest’ = Sest + Mout * Ttick
Finally, the updated state is as follows.
・ Estimate state at time t + Ttic
-Sest '= Sest + Mout * Ttick

開示されているように、実施形態は、ハプティック効果定義を前処理及び/又は後処理することによりハプティック効果を生成する。前処理は、所望の効果と共にアクチュエータ特性をルックアップし、実際の効果を、アクチュエータがプレイ可能かどうか判定する。前処理された効果は、元の効果と同一又はスケールダウンされたもののいずれかである。前処理は、ハプティック効果がプレイされる前に、ハプティック効果を実現可能なものに変更する。   As disclosed, embodiments generate haptic effects by pre-processing and / or post-processing haptic effect definitions. Preprocessing looks up the actuator characteristics along with the desired effect and determines whether the actual effect is playable by the actuator. The preprocessed effect is either the same as the original effect or scaled down. The pre-processing is changed so that the haptic effect can be realized before the haptic effect is played.

後処理は、新たなフォースを取り出すために、アクチュエータの現在の状態と共に、所望のフォースをルックアップする。この新たなフォースは、所望のフォースと同一であってもよく、又はアクチュエータが、できるだけ早く所望のフォースを得るフォースであってもよい。一実施形態において共に実装される、又は他の実施形態において個別に実装される(つまり、一実施形態は、前処理のみを実装し、他の実施形態は、後処理のみを実装する)前処理及び後処理の結果として、連続するキーパッドの押下のような一連の素早いハプティック効果からのカスケーディングは、最小化又は除去される。   The post processing looks up the desired force along with the current state of the actuator to retrieve a new force. This new force may be the same as the desired force, or the force at which the actuator obtains the desired force as soon as possible. Pre-processing implemented together in one embodiment or separately in other embodiments (ie, one embodiment only implements pre-processing and other embodiments only implement post-processing) And as a result of post-processing, cascading from a series of quick haptic effects, such as successive keypad presses, is minimized or eliminated.

本明細書では、複数の実施形態を具体的に例示および/または説明している。しかし、開示されている実施形態の修正および変更も、上述の教示の対象範囲に含まれ、本発明の精神および範囲から逸脱せずに添付の請求項の範囲内に含まれるものとする。   This specification specifically illustrates and / or describes several embodiments. However, modifications and variations of the disclosed embodiments are also within the scope of the above teaching and are intended to be included within the scope of the appended claims without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (27)

プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサにアクチュエータを用いてハプティック効果を生成させる命令を有するコンピュータ可読媒体であって、前記ハプティック効果を生成することは、
前記ハプティック効果を定義するハプティック効果定義を受け付けるステップと、
アクチュエータが、前記ハプティック効果をプレイ可能かどうかを判定することを含む前記ハプティック効果定義を前処理するステップと、
前記ハプティック効果のプレイ中に、前記アクチュエータの状態の推定又は測定に基づいてフォース値を調整することを含む前記ハプティック効果定義を後処理するステップと、を備えるコンピュータ可読媒体。
A computer readable medium having instructions that, when executed by a processor, cause the processor to generate a haptic effect using an actuator, the generating the haptic effect comprises:
Receiving a haptic effect definition defining the haptic effect;
Pre-processing the haptic effect definition comprising determining whether an actuator can play the haptic effect;
Post-processing the haptic effect definition comprising adjusting a force value based on an estimate or measurement of the state of the actuator during play of the haptic effect.
前記アクチュエータの状態の推定は、前記アクチュエータが立ち上がり時間曲線又は立ち下がり時間曲線のどこに位置するかを推定することに基づく、請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 1, wherein estimating the state of the actuator is based on estimating where the actuator is located on a rise time curve or a fall time curve. 前記ハプティック効果定義は、前記ハプティック効果の包絡線を定義するパラメータ化された振動定義を含む請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 1, wherein the haptic effect definition comprises a parameterized vibration definition that defines an envelope of the haptic effect. 前記パラメータ化された振動定義は、持続期間、周波数又はマグニチュードの少なくとも一つを含む一又はそれ以上のパラメータを有する請求項3に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 3, wherein the parameterized vibration definition has one or more parameters including at least one of duration, frequency, or magnitude. 前記アクチュエータは、特性を含み、前記判定することは、少なくとも前記特性に基づく、請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 1, wherein the actuator includes a characteristic and the determining is based at least on the characteristic. 前記前処理するステップは、前記ハプティック効果をスケールダウンすることを含む請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 1, wherein the preprocessing step includes scaling down the haptic effect. 前記後処理するステップは、フォース値が、アクチュエータ用の駆動回路へ送信される前に、毎回実行される請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 1, wherein the post-processing step is performed each time before the force value is transmitted to a drive circuit for an actuator. 前処理された前記ハプティック効果は、プレイされ、前記後処理するステップは、前記ハプティック効果がプレイされると生じる、請求項1に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 1, wherein the preprocessed haptic effect is played and the post-processing step occurs when the haptic effect is played. 前記ハプティック効果は、前記ハプティック効果を前記アクチュエータへ送信することによりプレイされる請求項8に記載のコンピュータ可読媒体。   The computer-readable medium of claim 8, wherein the haptic effect is played by transmitting the haptic effect to the actuator. アクチュエータを用いてハプティック効果を生成する方法であって、
前記ハプティック効果を定義するハプティック効果定義を受け付けるステップと、
前記アクチュエータが、前記ハプティック効果をプレイ可能かどうかを判定することを含む前記ハプティック効果定義を前処理するステップと、
前記ハプティック効果のプレイ中に、前記アクチュエータの状態の推定又は測定に基づいてフォース値を調整することを含む前記ハプティック効果定義を後処理するステップと、を備える方法。
A method for generating a haptic effect using an actuator,
Receiving a haptic effect definition defining the haptic effect;
Pre-processing the haptic effect definition comprising determining whether the actuator can play the haptic effect;
Post-processing the haptic effect definition including adjusting a force value based on an estimation or measurement of the actuator state during play of the haptic effect.
前記アクチュエータの状態の推定は、前記アクチュエータが立ち上がり時間曲線又は立ち下がり時間曲線のどこに位置するかを推定することに基づく、請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein estimating the state of the actuator is based on estimating where the actuator is located on a rise time curve or a fall time curve. 前記ハプティック効果定義は、前記ハプティック効果の包絡線を定義するパラメータ化された振動定義を含む請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the haptic effect definition includes a parameterized vibration definition that defines an envelope of the haptic effect. 前記パラメータ化された振動定義は、持続期間、周波数又はマグニチュードの少なくとも一つを含む一又はそれ以上のパラメータを有する請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the parameterized vibration definition has one or more parameters including at least one of duration, frequency, or magnitude. 前記アクチュエータは、特性を含み、前記判定することは、少なくとも前記特性に基づく、請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the actuator includes a characteristic and the determining is based at least on the characteristic. 前記前処理するステップは、前記ハプティック効果をスケールダウンすることを含む請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the preprocessing step includes scaling down the haptic effect. 前記後処理するステップは、フォース値が、アクチュエータ用の駆動回路へ送信される前に、毎回実行される請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the post-processing step is performed each time before the force value is transmitted to the actuator drive circuit. 前処理された前記ハプティック効果は、プレイされ、前記後処理するステップは、前記ハプティック効果がプレイされると生じる、請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the preprocessed haptic effect is played and the post-processing step occurs when the haptic effect is played. 前記ハプティック効果は、前記ハプティック効果を前記アクチュエータへ送信することによりプレイされる請求項17に記載の方法。   The method of claim 17, wherein the haptic effect is played by transmitting the haptic effect to the actuator. ハプティカリィイネーブルドシステムであって、
ハプティック効果を定義するハプティック効果定義を受け付けるコントローラと、
前記コントローラと接続される駆動回路と、
前記駆動回路と接続されるアクチュエータと、
前記アクチュエータが、前記ハプティック効果をプレイ可能かどうかを判定することを含む前記ハプティック効果定義を前処理する、前記駆動回路と接続されるプリプロセッサと、
前記ハプティック効果のプレイ中に、前記アクチュエータの状態の推定又は測定に基づいてフォース値を調整することを含む前記ハプティック効果定義を後処理する、前記駆動回路と接続されるポストプロセッサと、を備えるシステム。
A haptically enabled system,
A controller that accepts a haptic effect definition that defines the haptic effect;
A drive circuit connected to the controller;
An actuator connected to the drive circuit;
A preprocessor connected to the drive circuit for preprocessing the haptic effect definition comprising determining whether the actuator can play the haptic effect;
A post-processor connected to the drive circuit for post-processing the haptic effect definition including adjusting a force value based on an estimation or measurement of the actuator state during play of the haptic effect. .
前記アクチュエータの状態の推定は、前記アクチュエータが立ち上がり時間曲線又は立ち下がり時間曲線のどこに位置するかを推定することに基づく、請求項19に記載のシステム。   The system of claim 19, wherein estimating the state of the actuator is based on estimating where the actuator is located on a rise time curve or a fall time curve. 前記ハプティック効果定義は、前記ハプティック効果の包絡線を定義するパラメータ化された振動定義を含む請求項19に記載のシステム。   The system of claim 19, wherein the haptic effect definition includes a parameterized vibration definition that defines an envelope of the haptic effect. 前記パラメータ化された振動定義は、持続期間、周波数又はマグニチュードの少なくとも一つを含む一又はそれ以上のパラメータを有する請求項21に記載のシステム。   24. The system of claim 21, wherein the parameterized vibration definition has one or more parameters including at least one of duration, frequency, or magnitude. 前記アクチュエータは、特性を含み、前記判定することは、少なくとも前記特性に基づく、請求項19に記載のシステム。   The system of claim 19, wherein the actuator includes a characteristic and the determining is based at least on the characteristic. 前記前処理は、前記ハプティック効果のスケールダウンを含む請求項19に記載のシステム。   The system of claim 19, wherein the preprocessing includes scaling down the haptic effect. 前記後処理は、フォース値が、前記駆動回路へ送信される前に、毎回実行される請求項19に記載のシステム。   The system according to claim 19, wherein the post-processing is executed each time before a force value is transmitted to the driving circuit. 前処理された前記ハプティック効果は、プレイされ、前記後処理は、前記ハプティック効果がプレイされると生じる、請求項19に記載のシステム。   The system of claim 19, wherein the preprocessed haptic effect is played and the post-processing occurs when the haptic effect is played. 前記ハプティック効果は、前記ハプティック効果を前記アクチュエータへ送信することによりプレイされる請求項26に記載のシステム。   27. The system of claim 26, wherein the haptic effect is played by transmitting the haptic effect to the actuator.
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